2009年02月25日
遺伝暗号の最初ってどんなんだったの？？
みなさん こんにちは 
いよいよ100回目 
を数えるなんでや劇場が近づいてきました 
とっても楽しみです ＆ 100回記念 
の日に参加できるなんてすごいですね 
このブログで何度かGADV仮説というのをご紹介しています（例えば 
タンパク質の擬似複製って何？）
ＧＡＤＶ仮説とは、グリシン(Ｇ)、アラニン(Ａ)、アスパラギン酸(Ｄ)、バリン(Ｖ)という4つのアミノ酸が生物の元になったのではないかという仮説の事を言います。
画像はコチラからお借りしました
この仮説から、原始生物の遺伝暗号を推測してみたいと思います 
続きの前にぽちっと応援 
お願いします 
GADV仮説を唱えた池原教授は、遺伝暗号の起源を説明する仮説として｢GNC仮説」を唱えています 
◆GNC仮説
①池原教授の仮説によれば、生命は最初、比較的単純な構造をもつ４種類のアミノ酸（グアニン、アラニン、アスパラギン酸、バリン）だけを利用していた。その後RNAが出現し、1文字目がGで、３文字目がCである４通りの遺伝暗号が出現した。GUC→バリン（V)
GCC→アラニン（A)
GAC→アスパラギン酸（D)
GGC→グリシン（G)
遺伝子はGCの含有量が多いことから上記のように推測されたようなのですが、ここで疑問 
生命の最初から3つもヌクレオチドを使ってアミノ酸と対応させたりするかな～？
GADV仮説では上記4つのアミノ酸が最初にできたと考えています
じゃあ、遺伝暗号もU,C,A,Gの4つで、アミノ酸と1対1で対応させたらいいんじゃない 
というわけで、最初は
U → バリン（V)
C → アラニン（A)
A → アスパラギン酸（D)
G → グリシン（G) だったのではないでしょうか 
ちなみに池原教授は第二段階以降をこう推測しています 
②やがて生命は、より複雑な構造をもつ６種のアミノ酸を利用できるように進化し、利用できるアミノ酸は合計10種類に増加した。それにともなって、遺伝暗号の１文字目と３文字目の自由度が増して、遺伝暗号も４通りから１６通りに増加した。
ヌクレオチド４種が単体で４通り、４種が２つ連結したら４×４で１６通りのアミノ酸を識別できます。
アミノ酸が増えた対応する遺伝暗号を増やすため、ヌクレオチド２つが連結してアミノ酸を識別するようになった
と考える方が分かりやすいと思うのですが、みなさんどうでしょう？？ 
- by yukie
- at 23:40
comments
なぜ三つか。という疑問は常々感じていました。
エネルギー等が関連しているのかもなあなど考えていましたが、
確かに、最初は、１つだったのかも知れないですね。
arincoさん、コメントありがとうございます☆
遺伝暗号に関しては
なんで３つも必要？→アミノ酸の種類がヌクレオチドに対して多いから。
と考えると、アミノ酸の種類が少ないときは３つじゃなくてもいいんじゃないかと考えました。
何かヒントがあったら、また教えて下さい♪
コメントを入力してください
遺伝暗号の起源について、遺伝暗号がＧＮＣから始まり、ＳＮＳ（ＳはＧ または C を表します）を経て、現在のいわゆる普遍遺伝暗号（標準遺伝暗号とも言いますが）に至ったという、GNC-SNS 原始遺伝暗号仮説を提唱している池原健二です。このブログの中で、私の遺伝暗号の起源に関する考えを紹介していただいたり、議論していただき有難うございます。ただ、少し私が考えていることと異なる点が見受けられますので、意見を述べさせていただきます。
確かに、最初の遺伝暗号が4つのアミノ酸を使用していたのなら4つのヌクレオチド（U, C, A, G）を使用し（これをシングレットの遺伝暗号と呼びますが）、10種のアミノ酸を16種のコドンがコードする遺伝暗号を使用していた時期は、二つのヌクレオチドを使用（これをダブレットの暗号と呼びます）しても良いのではとの議論のようですが、このようにシングレットの暗号やダブレットの暗号を使用していた生命が存在したとしても（理論的にはそのような生命が存在しても構わないのですが）、現在の生命が使用しているような三つのヌクレオチドを使用する（これをトリプレットと呼びます）時期を迎えた瞬間に、それ以前の遺伝情報がまったく使えなくなり、無意味になってしまいます。そのため、私の考えでは現在の生命の祖先をたどって行くとその祖先もトリプレットを使用していないと不都合が生じます。したがって、現在の遺伝暗号は、形式的にはトリプレットでありながら、実質的にはシングレットのＧＮＣ（1x4x1=4）から始まり、形式的にはトリプレットで実質的にはダブレットのＳＮＳ（2x4x2=16）を経て、形式的にも実質的にもトリプレットの現在の普遍遺伝暗号（4x4x4=64）に至ったというのが私の考えです。皆さんは以上のような私の考えについてどのようにお考えでしょうか。
池原先生、コメントをいただけるなんて、びっくりしました！ ありがとうございますm(_ _)m
今まで調べたことの中から、私は、DNA,RNAの原料であるヌクレオチドは、それ自身がエネルギーの保存・利用に重要な物質であるがゆえに、単なる暗号としての機能を超えてアミノ酸と結びついたのではないか（触媒のようにアミノ酸を引き付けた？）と考えています。（参照：http://www.biological-j.net/blog/2008/11/000615.html）
ですので、生命初期の段階でもしアミノ酸が4種ならば、それに対して3つものヌクレオチドを使わなかったのではないか（他にも役割があったのではないか）と思ったのですが…。しかし先生のコメントをもらってから考えてみますと、そもそも生命初期（生命がタンパク質を合成する段階）でアミノ酸は4種類以上あったのではないでしょうか？ 生命最初から3つのヌクレオチドをセットで遺伝暗号として使っていたと言うのは先生もおっしゃっている通り、なるほどと思うのですが、それならば最初から、4×4×4＝64通りでしか対応できないくらい多かったと考えた方がしっくりくるのでは？